JP5638020B2

JP5638020B2 - 分散制御システムの試験管理装置

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Publication number: JP5638020B2
Application number: JP2012069359A
Authority: JP
Inventors: 陽介浅井; 亮一渡邉
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2032-03-26
Also published as: JP2013200765A

Description

本発明は、複数の制御対象装置を複数の制御装置で制御する分散制御システムにおける複数の制御対象装置の試験実行を管理する分散制御システムの試験管理装置に関し、特に、その試験の効率化を図るようにした試験管理装置に関するものである。

一般的な制御システムの試験においては、制御対象となる装置の実物（実機と呼ばれる）を使わずに試験を行う場合が多々発生する。これは例えば実機が製作される前の段階での試験や、実機を用意する費用が足りない、あるいは設置するためのスペースが足りない、などの理由がある。よって制御対象装置の実機の代わりに、これと同じ入出力動作を行う模擬装置（以下、入出力模擬装置と呼ぶ）を導入して試験を行うのが一般的である。入出力模擬装置には汎用のマイクロコンピュータ、あるいはパーソナルコンピュータ（以下ＰＣと呼ぶ）を用いて、この上で機器の入出力を模擬するソフトウェア（以下、入出力模擬ソフトウェアと呼ぶ）を動作させることで実現することが多い。

分散制御システムになると、さらに多数の制御対象装置を制御することになるため、多数の入出力模擬装置が必要となる。
そしてこれら複数の入出力模擬装置の入出力内容を監視したり、試験すべき内容によって入出力動作のタイミングや入出力値を制御したりするために、別の試験制御用装置（ＰＣ）を用意して入出力模擬装置とネットワークで接続し、制御する、という構成を採る。
例えば、特許文献１では入出力装置の動作環境を模擬的に非定常状態にするための試験用シミュレーション装置を接続して、制御システムの非定常動作を評価できるようにしている。

特開２００８−７７５６０号公報

特許文献１に示されるような試験実行環境では、全ての入出力模擬装置が正常に動作していることを前提としている。しかしながら、大規模な分散制御システムでは、入出力模擬装置（即ちＰＣ）の数も多くなり、実機同様に導入費用の問題や設置スペースの問題が発生する。よってＰＣの数を減らすために、ＰＣ上で複数の入出力模擬ソフトウェアを動作させて試験を行う、という方法を採ることになる。

この場合、各ＰＣには試験の内容（試験シナリオとも呼ばれる）に合わせて、動作させる入出力模擬ソフトウェアを割り当て、試験制御用装置（ＰＣ）がこれを制御する。この場合、全ての制御装置を模擬するのではなく、試験に関係のある一部の制御装置のみを模擬するよう試験シナリオを作成する、という手法が採られることもある。

しかし、試験実行時にそのＰＣが故障により使用できなくなっている、あるいは故障により動作性能が低くなっている、という可能性が考えられる。これは、多数の機器を有する分散制御システムでは入出力模擬装置（ＰＣ）の数が多くなるため、必然的にＰＣの故障の確率も高くなるからである。このような場合には、試験中に模擬する入出力装置の入出力値がシナリオと違った値になる（最悪、入出力動作が全く行われない）場合が発生するため、その試験は失敗とみなされるか、実行不能とみなされてしまい、ＰＣを修理するか入れ替えるか、あるいは人手により試験シナリオを変更するかして再試験を行う必要がある。よって試験の実行に人手が介在することになるため、試験の効率が低下してしまうという問題点が発生していた。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、分散制御システムにおける試験の効率化を図ることのできる分散制御システムの試験管理装置を得ることを目的とする。

この発明に係る分散制御システムの試験管理装置は、複数の制御対象装置を複数の制御装置で制御する分散制御システムにおける複数の制御対象装置の試験実行を管理する分散制御システムの試験管理装置であって、複数の制御対象装置を模擬するための複数の入出力模擬装置と試験実行管理装置とを備え、入出力模擬装置は、制御対象装置の模擬処理を行う入出力模擬手段と、入出力模擬装置自身の処理能力を測定する処理能力測定手段とを備え、かつ、入出力模擬手段は、複数の入出力模擬装置のうちの任意の入出力模擬装置で起動可能とし、試験実行管理装置は、試験の試験項目毎に、入出力模擬手段における制御手順を示した試験手順及び試験結果の合否判定の基準となる入出力模擬手段における入出力値と有する試験項目格納手段と、入出力模擬手段に対して試験手順に従って試験を実行させる入出力模擬装置制御手段と、入出力模擬手段の試験実行で得られた入出力結果と合否判定の基準となる所定の入出力値とを比較して一致または不一致を判定する試験結果判定手段と、試験を実行する際に、入出力模擬手段が入出力模擬装置のうちのどの入出力模擬装置で起動するか、入出力模擬手段と入出力模擬装置との対応関係を示す第１の構成表と、入出力模擬装置がネットワークを介してどの制御装置に接続されているかを示す第２の構成表とを格納する装置構成格納手段と、試験結果判定手段の判定結果が不一致であり、かつ、試験を実行した入出力模擬手段に対応付けられていた入出力模擬装置の処理能力を処理能力測定手段が測定した結果が、入出力模擬装置の処理能力上限値に一定値以上近い値であった場合は、第２の構成表を用いて、同一ネットワークに存在する別の入出力模擬装置に対応付けを変更するよう第１の構成表を再定義する装置構成再定義手段とを備え、装置構成格納手段は再定義を行う場合の入出力模擬装置の優先度を示す第３の構成表を有し、装置構成再定義手段は、第１の構成表の再定義を行う場合は第３の構成表に基づいて優先度の高い入出力模擬装置に変更するものである。

この発明の分散制御システムの試験管理装置は、試験結果判定手段の判定結果が不一致で、かつ、試験を実行した入出力模擬手段に対応付けられていた入出力模擬装置の処理能力が、その処理能力上限値に一定値以上近い値であった場合は、第１の構成表を再定義するようにしたので、再試験を行う数を少なくすることができ、試験の効率化を図ることができる。

この発明の実施の形態１による分散制御システムの試験管理装置が対象とする分散システムを示す構成図である。この発明の実施の形態１による分散制御システムの試験管理装置を含む分散システムの構成図である。この発明の実施の形態１による分散制御システムの試験管理装置を示す構成図である。この発明の実施の形態１による分散制御システムの試験管理装置の試験項目格納手段が保持する試験手順の一例を示す説明図である。この発明の実施の形態１による分散制御システムの試験管理装置の装置構成格納手段が保持する装置構成（第１の構成表）の一例を示す説明図である。この発明の実施の形態１による分散制御システムの試験管理装置の装置構成格納手段が保持する装置構成（第２の構成表）の一例を示す説明図である。この発明の実施の形態１による分散制御システムの試験管理装置の試験結果格納手段が保持する試験結果の一例を示す説明図である。この発明の実施の形態１による分散制御システムの試験管理装置の動作手順を示すフローチャートである。この発明の実施の形態１による分散制御システムの試験管理装置の再定義の動作手順を示すフローチャートである。この発明の実施の形態２による分散制御システムの試験管理装置の装置構成格納手段が保持する装置の優先度（第３の構成表）の一例を示す説明図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の分散制御システムの試験管理装置が適用される分散制御システムの構成を示すブロック図である。図１において、試験対象となる分散制御システム１は、複数の制御装置２０ａ〜２０ｂが制御ネットワーク１０で接続され、この制御ネットワーク１０を通じて互いに通信し、協調動作を行う。また、複数の制御装置２０ａ〜２０ｂは各々入出力手段２１ａ〜２１ｂを有し、それぞれ制御ネットワーク３０ａ〜３０ｂを介して制御対象装置４０ａ〜４０ｄを制御する。なお、制御装置２０ａ〜２０ｂの台数及び制御対象装置４０ａ〜４０ｄの台数については、運用条件や環境等に応じて適宜決定するものである。

図２は、本発明の試験管理装置を図１に示した分散制御システムに用いる場合の構成を示すブロック図である。図２において、分散制御システム１における試験システムの構成は、図１と比較すると、制御対象装置４０ａ〜４０ｄの代わりに、入出力模擬装置５０ａ〜５０ｄが接続されている。入出力模擬装置５０ａ〜５０ｄには、試験実行管理ネットワーク６０を介して、試験実行管理装置７０が接続されている。入出力模擬装置５０ａ〜５０ｄは、制御対象装置４０ａ〜４０ｄの入出力を模擬するもので、分散制御システム１に対してあたかも制御対象装置４０ａ〜４０ｄが接続されているかのように振る舞う。また、入出力模擬装置５０ａ〜５０ｄは、試験実行管理装置７０から試験実行管理ネットワーク６０を介して振る舞いについて制御される。

図３は、本発明における分散制御システムの試験管理装置を実現するための入出力模擬装置５０と試験実行管理装置７０の構成を示すブロック図である。図３において、入出力模擬装置５０は図２の入出力模擬装置５０ａ〜５０ｄの構成を代表して示したものであり、入出力模擬手段５１、起動手段５２、処理能力測定手段５３を備えている。

入出力模擬手段５１は、試験実行管理ネットワーク６０を介して試験実行管理装置７０からの指示に従い、試験項目に従って図２の入出力模擬装置５０ａ〜５０ｄの入出力の振る舞いを模擬する手段である。即ち、図１の制御対象装置４０ａ〜４０ｄのいずれかの入出力を模擬する手段であり、ＰＣのような汎用計算機上のエミュレータソフトウェアとこれを実行するＣＰＵやメモリといったハードウェアによって実現される。また、入出力模擬手段５１は、入出力模擬装置５０の中に複数存在し、複数の制御対象装置４０ａ〜４０ｄの入出力を模擬するように構成することが可能である。

起動手段５２は、試験実行管理ネットワーク６０を介して試験実行管理装置７０からの指示に従い、装置内で入出力模擬手段５１を起動したり終了したりする手段である。また、処理能力測定手段５３は、装置内のＣＰＵの使用率を測定したり、実時間オペレーティングシステムにおける各処理の実行時間を取得したりする手段であり、主にオペレーティングシステムの機能の一部によって実現される。即ち、処理能力測定手段５３は、入出力模擬装置５０自身の処理能力を測定する手段である。

試験実行管理装置７０は、入出力模擬装置制御手段７１、処理能力測定結果取得手段７２、試験項目格納手段７３、装置構成格納手段７４、試験結果判定手段７５、試験結果格納手段７６、装置構成再定義手段７７を備えている。また、試験実行管理装置７０はコンピュータを用いて構成され、各手段は、それぞれの機能に対応したソフトウェアとこれを実行するためのＣＰＵやメモリといったハードウェアで実現され、また、試験項目格納手段７３や装置構成格納手段７４および試験結果格納手段７６は記憶装置上の一領域として実現されている。

入出力模擬装置制御手段７１は、試験項目格納手段７３に格納された試験項目と、装置構成格納手段７４に格納された装置構成とを取得し、その記述に従って、試験実行管理ネットワーク６０を介して、複数の入出力模擬装置５０の起動手段５２に指示を送信して入出力模擬手段５１を起動あるいは終了させ、また、起動した入出力模擬手段５１に制御情報を送信し、入出力の振る舞いを制御する手段である。処理能力測定結果取得手段７２は、試験実行管理ネットワーク６０を介して、複数の入出力模擬装置５０の処理能力測定手段５３で測定された処理能力測定結果を取得する手段である。

試験項目格納手段７３は、規定の書式に従って各試験項目を格納する手段である。装置構成格納手段７４は、複数の入出力模擬装置５０において、どの入出力模擬手段５１がどの入出力模擬装置５０で起動されるか、また、複数の入出力模擬装置５０ａがどの制御ネットワーク３０ａ〜３０ｂに接続されているかといったデータを、規定の書式に従って格納する手段である。試験結果判定手段７５は、各試験項目において入出力模擬装置制御手段７１によって得られた複数の入出力模擬装置５０の入出力データと、試験項目格納手段７３に格納された該当する試験項目に記述された期待値とを比較し、試験の結果（一致・不一致）を判定する手段である。

試験結果格納手段７６は、試験結果判定手段７５で判定された各試験の結果と、処理能力測定結果取得手段７２で取得した処理能力測定手段５３からの処理能力測定結果とを、規定の書式に従って格納する手段である。装置構成再定義手段７７は、入出力模擬装置制御手段７１が装置構成格納手段７４から取得した、いずれの制御対象装置が模擬されるかを示す対応関係を、試験結果格納手段７６から取得した試験結果を使用して再定義する手段である。

次に実施の形態１の分散制御システムの試験管理装置において、試験項目を実行する際の動作について、図４〜図７を用いて説明する。
図４は試験項目の書式の例であり、これは試験項目格納手段７３に格納されているデータである。試験項目は「試験項目識別番号」「入出力模擬装置制御手順」「期待する結果」から成る。「入出力模擬装置制御手順」は「時刻」「対象入出力模擬手段」「データ種別」「値」から成る。ここで言う「時刻」とは、試験開始時点からの経過時間を指す。「データ種別」とは、各入出力模擬手段５１の内部で保持しておくべき一つまたは複数のデータの中のどれを示すかという識別子であり、「値」とはそのデータに代入すべき値を指す。「時刻」に周期を、「値」に増減値を示すなどして、周期的な値の変化を記述することも可能である。「期待する結果」は同じく「時刻」「対象入出力模擬手段」「データ種別」「値」から成る。「時刻」に時間の幅を持たせる記述や、「値」に数値としての幅を持たせる記述も可能である。

図４では、試験項目１における入出力模擬装置制御手順として、時刻Ｔ１からＴ２の間に入出力模擬手段Ｅａがデータ種別Ｄａに値Ｖａを代入（出力）し、時刻Ｔ３以降に入出力模擬手段Ｅｂがデータ種別Ｄｂに値Ｖｂを代入し、試験開始時点から時刻Ｔ４まで入出力模擬手段Ｅｃがデータ種別Ｄｃに値Ｖｃを代入することを示しており、また期待する結果として、時刻Ｔ５の時点で入出力模擬手段Ｅｅのデータ種別Ｄｅに値Ｖｅが代入（入力）されていることを示している。
なお、試験項目１の例では入出力模擬装置制御手順を複数、期待する結果を一つとしたが、入出力模擬装置制御手順の数はいくつでもよく、また期待する結果の数もいくつでも差し支えない。

図５は入出力模擬手段５１と入出力模擬装置５０の対応関係を示した書式であり、装置構成格納手段７４に格納されている。本書式を装置手段対応表（第１の構成表）と呼ぶこととする。図５では、入出力模擬手段ＥａとＥｂが入出力模擬装置Ｐａ上で動作し、入出力模擬手段ＥｃとＥｄとＥｅが入出力模擬装置Ｐｂ上で動作し、入出力模擬手段Ｅｆが入出力模擬装置Ｐｃ上で動作することを示している。

図６は入出力模擬装置５０ａ〜５０ｄが接続されているネットワーク、即ち図２で示すところの制御ネットワーク３０ａ，３０ｂ，・・・のいずれに接続されているかを示した書式であり、装置構成格納手段７４に格納されている。本書式を装置接続ネットワーク表（第２の構成表）と呼ぶこととする。図６では、入出力模擬装置ＰａとＰｂが制御ネットワーク３０ａに接続されており、入出力模擬装置Ｐｃが制御ネットワーク３０ｂに接続されていることを示している。

図７は試験結果の書式の例であり、試験結果格納手段７６に格納されている。図７では、各試験項目の試験結果（期待する結果との比較）と、各時刻区間における各入出力模擬装置のＣＰＵ使用率が記述されている。ここで、時刻区間とは、試験における試験項目における「入出力模擬装置制御手順」の「時刻」と、「期待する結果」の時刻を、時系列順、即ち時刻を、小さい順に並べなおした、その間の時間を指す。この各時刻区間に、処理能力測定結果取得手段７２が各入出力模擬装置５０の処理能力測定手段５３から取得したＣＰＵ使用率を格納する。ある時刻区間においてＣＰＵ使用率が変動している場合は、当該時刻区間における平均値を格納する。

図７では、試験項目１において、試験結果が「一致」で、図４の試験項目１に示された「入出力模擬装置制御手順」の「時刻」と「期待する結果」の「時刻」に示された値であるＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５・・・を時系列順に並べなおしたものがＴ６、Ｔ７、Ｔ８・・・であり、この各時刻区間、即ちＴ６〜Ｔ７、Ｔ７〜Ｔ８・・・における入出力模擬装置Ｐａ、Ｐｂ・・・のＣＰＵ使用率を５０％、６０％・・・などと記述している。このＣＰＵ使用率は、当該試験において使用しなかった入出力模擬装置５０ａ〜５０ｄについては（全時刻区間で）０％、「入出力模擬装置制御手順」において使用することになっていたものの、存在しなかった、あるいは故障していたなどの理由により使用できなかった入出力模擬装置５０ａ〜５０ｄについては（全時刻区間で）１０１％、即ち処理能力上限値を超えた値と記述することとする。

図８は、実施の形態１の入出力模擬装置５０と試験実行管理装置７０によって実行される試験の手順を表したフローチャートである。本図を用いて試験項目を実行する際の手順の一例を説明する。
ユーザによって試験実行が指示されると、ステップＳＴ１において、再配分先テーブルを初期化する。再配分先テーブルは後述する図９のステップＳＴ１２で使用するテーブルであるが、これについてはステップＳＴ１２で詳細に説明する。次に、ステップＳＴ２において、入出力模擬装置制御手段７１は試験項目格納手段７３から指示された試験項目を取り出す。

次にステップＳＴ３において、入出力模擬装置制御手段７１は、当該試験項目で使用する（一つまたは複数の）入出力模擬装置５０の起動手段５２に対して、（それぞれ一つまたは複数の）入出力模擬手段５１を起動する指示を送信する。ここで入出力模擬装置５０と入出力模擬手段５１の対応関係は、装置手段対応表（図５参照）に示した通りである。このとき指示を受けた入出力模擬装置５０は応答を返すこととし、応答が返ってこなかった起動手段５２については、その起動手段５２を保有する入出力模擬装置５０について、当該試験項目のＣＰＵ使用率を（全時刻区間で）１０１％とし、試験結果格納手段７６に格納する。また、当該試験項目で使用しない（一つまたは複数の）入出力模擬装置５０の起動手段５２については、当該試験項目のＣＰＵ使用率を（全時刻区間で）０％とし、試験結果格納手段７６に格納する。

次にステップＳＴ４において、入出力模擬装置制御手段７１は入出力模擬装置制御手順（図４参照）を用いて各入出力模擬装置５０の各入出力模擬手段５１に対して入出力の模擬を指示する。次にステップＳＴ５において、試験結果判定手段７５は、入出力模擬装置制御手段７１から試験判定に必要なデータを取得し、試験項目格納手段７３から当該試験項目の「期待する結果」と比較し、結果（一致・不一致）を判定して、当該試験項目の「試験結果」として、試験結果格納手段７６に格納する。

次にステップＳＴ６において、処理能力測定結果取得手段７２は試験実施中に各入出力模擬装置５０の処理能力測定手段５３が計測した処理能力測定結果を取得し、試験結果格納手段７６の当該試験項目に対して、各時刻区間のＣＰＵ使用率を格納する。次にステップＳＴ７において、入出力模擬装置制御手段７１は試験結果格納手段７６に格納された試験結果を参照し、「一致」であればステップＳＴ８に進む。「不一致」であればステップＳＴ７ａに進む。

ステップＳＴ７ａにおいては、入出力模擬装置制御手段７１は試験結果格納手段７６に格納された試験結果を参照し、各入出力模擬装置５０の各時刻区間においてＣＰＵ使用率が予め定められた規定値以上であるか否かを評価する。ここで規定値とは例えば「９５％」のような、ＣＰＵ使用率が非常に高いと判断できる値（１００％未満で、１００％に比較的近い値）であり、これは各入出力模擬装置５０に対して個別に定義された値とする（この定義を表にして、装置構成格納手段７４に格納しておくことにしてもよい）。そして、規定値以上である時刻区間が一つも存在しなければ、ステップＳＴ８に進む。一つでも存在すれば、ステップＳＴ７ｂに進む。

ステップＳＴ７ｂにおいては、入出力模擬装置制御手段７１は装置構成再定義手段７７に対して装置構成の対応関係の再定義を指示する。図９はこの再定義の手順を表したフローチャートである。以下、本図を用いて再定義の手順を説明する。

ステップＳＴ１１において、各時刻区間においてＣＰＵ使用率が予め定められた規定値以上であるものが一つでも存在する入出力模擬装置５０を全てリストアップする。次にステップＳＴ１２において、ステップＳＴ１１でリストアップされた入出力模擬装置５０について、再配分先テーブルのフラグを設定する。ここで再配分先テーブルは入出力模擬装置５０のそれぞれについて用意されたフラグで、図８のフローチャートのステップＳＴ１において全てのフラグがクリアされている。ステップＳＴ１１におけるフラグ設定とは、リストアップした入出力模擬装置５０に対応するフラグを立てることである。なお、本ステップでは、既に立てられているフラグをクリアすることはない。

ステップＳＴ１３からは、ステップＳＴ１１でリストアップされた各入出力模擬装置５０について、ステップＳＴ１４以降の処理を繰り返す。繰り返しの終端はステップＳＴ１８である。なお、この繰り返しステップにおいて、対象となる入出力模擬装置５０を、入出力模擬装置Ｐｘと呼ぶことにする。

ステップＳＴ１４において、試験結果における入出力模擬装置ＰｘのＣＰＵ使用率が規定値以上である時刻区間を取得する。そのような時刻区間が複数ある場合は、その中で最もＣＰＵ使用率が高い区間を選ぶ。最も高いＣＰＵ使用率である時刻区間が複数ある場合は、その中で最初の時刻区間を選ぶ。この時刻区間をＴｘと呼ぶ。また、ステップＳＴ１４において、全入出力模擬装置５０の中から、入出力模擬装置Ｐｘと同じ制御ネットワークに属していて（これは図６で示す装置接続ネットワーク表から取得可能である）、かつ再配分先テーブルでフラグが立っておらず、かつ時刻区間をＴｘにおけるＣＰＵ使用率が最小であるような入出力模擬装置５０を探す。このような入出力模擬装置５０を入出力模擬装置Ｐｙと呼ぶ。次のステップＳＴ１５においては、入出力模擬装置Ｐｙが存在する場合は、ステップＳＴ１６に進む。存在しない場合はステップＳＴ１５ａに進む。

ステップＳＴ１５ａにおいては、再定義を「不可」として（図９のフローチャートの）処理を終える（即ち、図８のフローチャートのステップＳＴ７ｃに進む）。ステップＳＴ１６においては、時刻区間をＴｘにおける入出力模擬装置ＰｘのＣＰＵ使用率を参照し、１０１％であれば、ステップＳＴ１７ａに進む。１００％以下であれば、ステップＳＴ１７ｂに進む。

ステップＳＴ１７ａにおいては、装置手段対応表（図５参照）の中の入出力模擬装置Ｐｘとして記述されている入出力模擬装置を、全て入出力模擬装置Ｐｙに書き換える。図５の表を使って例を示すなら、入出力模擬装置Ｐｘ＝Ｐａで、入出力模擬装置Ｐｙ＝Ｐｂの場合であれば、表中のＰａを全てＰｂで書き換えるという意味である。ここで、書き換える装置手段対応表は、装置構成格納手段７４に格納されているものではなく、入出力模擬装置制御手段７１が装置構成格納手段７４から取得して、参照用に保持している装置手段対応表である。

ステップＳＴ１７ｂにおいては、装置手段対応表（図５参照）の中の入出力模擬装置Ｐｘとして記述されている項のうちの一つを選んで、入出力模擬装置Ｐｙに書き換えるが、その項は、対応する入出力模擬手段５１が当該試験項目で使用されているものの中から選ぶ。選び方は任意であるが、ここでは、表で最も上段に記述されているものとする。図５の表を使って例を示すなら、入出力模擬装置Ｐｘ＝Ｐａで、入出力模擬装置Ｐｙ＝Ｐｂの場合であれば、入出力模擬装置Ｐａと対応する入出力模擬手段はＥａとＥｂが記述されているが、もし入出力模擬手段Ｅａが当該試験項目で使用されていれば、その隣に記述されているＰａをＰｂに書き換える。また、もし入出力模擬手段Ｅａが当該試験項目で使用されておらず、入出力模擬手段Ｅｂが使用されていれば、その隣に記述されているＰａをＰｂに書き換える。ここで、書き換える装置手段対応表は、ステップＳＴ１７ａと同様に、入出力模擬装置制御手段７１が装置構成格納手段７４から取得して、参照用に保持している装置手段対応表である。

ステップＳＴ１８はステップＳＴ１３からの繰り返し処理の終端であり、リストアップされた入出力模擬装置５０に対する繰り返しが終了していなければステップＳＴ１３に戻り、繰り返しが終了していればステップＳＴ１９に進む。ステップＳＴ１９においては、再定義を「完了」として（このフローチャートの）処理を終える（即ち、図８のフローチャートのステップＳＴ７ｃに進む）。

図８のフローチャートに戻って、ステップＳＴ７ｃはステップＳＴ７ｂの結果を受けて（即ち、再定義が完了したか、不可であったか）、再定義が完了していればステップＳＴ３に戻る。再定義が不可であればステップＳＴ８に進む。ここで、ステップＳＴ３に戻ったときには、ステップＳＴ７ｂで（その中のステップＳＴ１７ａまたはステップＳＴ１７ｂで）書き換えられた装置手段対応表に基づき、入出力模擬装置制御手段７１は、起動手段５２を用いて、入出力模擬手段５１を適宜起動または終了させる。即ち、装置手段対応表の書き換えによって新たに使用することになった入出力模擬手段５１を起動させ、使用しなくなった入出力模擬手段５１を終了させる。しかる後に試験項目を再実行する。ステップＳＴ８においては、入出力模擬装置制御手段７１は、起動手段５２を用いて、起動中の入出力模擬手段５１を全て終了させて、処理を終える。

以上により、分散制御システムの試験実行中に、入出力模擬ソフトウェアを動作させるＰＣが規定の数に足りない場合には、その時点で存在する他のＰＣに対して、動作する入出力模擬ソフトウェアを、ＣＰＵ使用率を考慮しながら適切に配分するようにして試験を再実行するよう構成したため、試験の効率化を図ることができる。

以上説明したように、実施の形態１の分散制御システムの試験管理装置によれば、複数の制御対象装置を複数の制御装置で制御する分散制御システムにおける複数の制御対象装置の試験実行を管理する分散制御システムの試験管理装置であって、複数の制御対象装置を模擬するための複数の入出力模擬装置と試験実行管理装置とを備え、入出力模擬装置は、制御対象装置の模擬処理を行う入出力模擬手段と、入出力模擬装置自身の処理能力を測定する処理能力測定手段とを備え、かつ、入出力模擬手段は、複数の入出力模擬装置のうちの任意の入出力模擬装置で起動可能とし、試験実行管理装置は、試験の試験項目毎に、入出力模擬手段における制御手順を示した試験手順及び試験結果の合否判定の基準となる入出力模擬手段における入出力値と有する試験項目格納手段と、入出力模擬手段に対して試験手順に従って試験を実行させる入出力模擬装置制御手段と、入出力模擬手段の試験実行で得られた入出力結果と合否判定の基準となる所定の入出力値とを比較して一致または不一致を判定する試験結果判定手段と、試験を実行する際に、入出力模擬手段が入出力模擬装置のうちのどの入出力模擬装置で起動するか、入出力模擬手段と入出力模擬装置との対応関係を示す第１の構成表と、入出力模擬装置がネットワークを介してどの制御装置に接続されているかを示す第２の構成表とを格納する装置構成格納手段と、試験結果判定手段の判定結果が不一致であり、かつ、試験を実行した入出力模擬手段に対応付けられていた入出力模擬装置の処理能力を処理能力測定手段が測定した結果が、入出力模擬装置の処理能力上限値に一定値以上近い値であった場合は、第２の構成表を用いて、同一ネットワークに存在する別の入出力模擬装置に対応付けを変更するよう第１の構成表を再定義する装置構成再定義手段とを備えたので、再試験を行う数を少なくすることができ、試験の効率化を図ることができる。

実施の形態２．
実施の形態２は、装置構成再定義手段７７が再定義を行う場合、予め付与されている入出力模擬装置５０に対する優先度に応じて対応付けを行うようにした例である。図面上の構成は実施の形態１で示した図３と同様であるため、図３を用いて説明する。

実施の形態２の装置構成格納手段７４には、各入出力模擬装置５０の優先度を示す第３の構成表が格納されている。図１０はこの表を示すもので、各入出力模擬装置５０毎の優先度を示している。図１０においては、入出力模擬装置Ｐａの優先度が１、入出力模擬装置Ｐｂの優先度が２、入出力模擬装置Ｐｃの優先度が３にそれぞれ設定されている。ここで、優先度は数字が小さい方が高いことを示す。各入出力模擬装置５０の優先度の決定方法は何であってもよいが、ここでは各入出力模擬装置５０のＣＰＵ使用率の低い順によって決めるとする。これは、ＣＰＵ使用率の低い順に他の入出力模擬装置５０に入出力模擬手段５１を移動させることにより、各入出力模擬装置５０でＣＰＵ使用率の平均化が図りやすくなるからである。

また、実施の形態２の装置構成再定義手段７７は、第１の構成表の再定義を行う場合は上記の第３の構成表に基づいて優先度の高い入出力模擬装置５０に変更するよう構成されている。即ち、実施の形態１における図９のステップＳＴ１７ｂにおいて、装置構成再定義手段７７が装置手段対応表（図５参照）の中の入出力模擬装置Ｐｘとして記述されている項のうちの一つを選ぶ際に、この優先度を参照するようにする。そして、対応する入出力模擬装置５０が当該試験項目で使用されているものであって、優先度の最も高い入出力模擬装置５０の項を選び、入出力模擬装置５０をＰｙに書き換えることとする。

これによって、再定義の際の入出力模擬装置５０の選択順序をＣＰＵ使用率の低い順にしたので、各入出力模擬装置５０でＣＰＵ使用率の平均化が図りやすくなり、再試験の繰り返しが少なくなる効果を生じ、試験の効率化を図ることができる。

以上説明したように、実施の形態２の分散制御システムの試験管理装置によれば、装置構成格納手段は、再定義を行う場合の入出力模擬装置の優先度を示す第３の構成表を有し、装置構成再定義手段は、第１の構成表の再定義を行う場合は第３の構成表に基づいて優先度の高い入出力模擬装置に変更するようにしたので、再試験の繰り返しを少なくすることができる。

実施の形態３．
実施の形態１または実施の形態２において、入出力模擬装置制御手段７１は、装置構成再定義手段７７に装置手段対応表（第１の構成表）の再定義を指示し、再定義が完了して試験項目を再実行し、試験結果が「一致」か、または試験結果が「不一致」であって全入出力模擬装置５０の全時刻区間のＣＰＵ使用率が規定値未満であった場合（すなわち、図８においてステップＳＴ７ｃを一度または複数回通った後で、ステップＳＴ７からステップＳＴ８に進んだ、あるいはステップＳＴ７からステップＳＴ７ａを経由してステップＳＴ８に進んだ場合）、再定義された装置手段対応表を装置構成格納手段７４に当該試験項目と紐付けて格納できるように構成する。また、この紐付けされた装置手段対応表を、装置構成再定義手段７７が取得できるように構成する。

そして、別の機会に試験項目が実施され、ステップＳＴ７ｃに至った場合に、装置構成再定義手段７７は装置構成格納手段７４から試験項目と紐付けされた（再定義された）装置手段対応表を取得し、これを使用して、装置構成再定義手段７７が保持する装置手段対応表を書き換えるように構成する。

特に、両者の試験結果におけるＣＰＵ使用率を参照し、ＣＰＵ使用率が０％である入出力模擬装置５０が同じで、かつ、規定値以上である入出力模擬装置５０も同じである場合にこの書き換えを行うようにすると、適正な装置構成でかつ適正なＣＰＵ負荷の下で試験が行われる可能性が高くなり、従って、再試験の繰り返しが少なくなる効果が生じ、試験の効率化を図ることができる。

以上説明したように、実施の形態３の分散制御システムの試験管理装置によれば、装置構成再定義手段が再定義した第１の構成表を試験項目に対応付けて入出力模擬装置制御手段が装置構成格納手段に格納すると共に、装置構成再定義手段は、試験項目が実施されて第１の構成表の新たな再定義を行う場合、装置構成格納手段から再定義された第１の構成表を取得して、新たな再定義に使用するようにしたので、再試験の繰り返しを少なくすることができる。

実施の形態４．
実施の形態３において、試験項目が実施され、ステップＳＴ７ｃに至った場合に、装置構成再定義手段７７は装置構成格納手段７４から別の試験項目と紐付けされた（再定義された）装置手段対応表を取得し、これを使用して、装置構成再定義手段７７が保持する装置手段対応表を書き換えるように構成する。

特に、両者の試験結果におけるＣＰＵ使用率を参照し、ＣＰＵ使用率が０％である入出力模擬装置が同じで、かつ、規定値以上である入出力模擬装置５０も同じで、かつ使用する入出力模擬手段５１が同じである場合にこの書き換えを行うようにすると、異なる試験の結果によって書き換えられた装置構成であっても、適正な装置構成でかつ適正なＣＰＵ負荷の下で試験が行われる可能性が高くなり、従って、再試験の繰り返しが少なくなる効果が生じ、試験の効率化を図ることができる。

以上説明したように、実施の形態４の分散制御システムの試験管理装置によれば、装置構成再定義手段が再定義した第１の構成表を試験項目に対応付けて入出力模擬装置制御手段が装置構成格納手段に格納すると共に、装置構成再定義手段は、試験項目とは異なる試験項目が実施されて第１の構成表の新たな再定義を行う場合、装置構成格納手段から再定義された第１の構成表を取得して、新たな再定義に使用するようにしたので、再試験の繰り返しを少なくすることができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１分散制御システム、１０，３０ａ〜３０ｂ制御ネットワーク、４０ａ〜４０ｄ制御対象装置、５０，５０ａ〜５０ｄ、入出力模擬装置、６０試験実行管理ネットワーク、７０試験実行管理装置、７１入出力模擬装置制御手段、７２処理能力測定結果取得手段、７３試験項目格納手段、７４装置構成格納手段、７５試験結果判定手段、７６試験結果格納手段、７７装置構成再定義手段。

Claims

複数の制御対象装置を複数の制御装置で制御する分散制御システムにおける前記複数の制御対象装置の試験実行を管理する分散制御システムの試験管理装置であって、
前記複数の制御対象装置を模擬するための複数の入出力模擬装置と試験実行管理装置とを備え、
前記入出力模擬装置は、
前記制御対象装置の模擬処理を行う入出力模擬手段と、入出力模擬装置自身の処理能力を測定する処理能力測定手段とを備え、かつ、前記入出力模擬手段は、前記複数の入出力模擬装置のうちの任意の入出力模擬装置で起動可能とし、
前記試験実行管理装置は、
前記試験の試験項目毎に、前記入出力模擬手段における制御手順を示した試験手順及び試験結果の合否判定の基準となる前記入出力模擬手段における入出力値と有する試験項目格納手段と、
前記入出力模擬手段に対して前記試験手順に従って試験を実行させる入出力模擬装置制御手段と、
前記入出力模擬手段の試験実行で得られた入出力結果と前記合否判定の基準となる所定の入出力値とを比較して一致または不一致を判定する試験結果判定手段と、
前記試験を実行する際に、前記入出力模擬手段が前記入出力模擬装置のうちのどの入出力模擬装置で起動するか、前記入出力模擬手段と前記入出力模擬装置との対応関係を示す第１の構成表と、前記入出力模擬装置がネットワークを介してどの制御装置に接続されているかを示す第２の構成表とを格納する装置構成格納手段と、
前記試験結果判定手段の判定結果が不一致であり、かつ、当該試験を実行した入出力模擬手段に対応付けられていた入出力模擬装置の処理能力を前記処理能力測定手段が測定した結果が、当該入出力模擬装置の処理能力上限値に一定値以上近い値であった場合は、前記第２の構成表を用いて、同一ネットワークに存在する別の入出力模擬装置に対応付けを変更するよう前記第１の構成表を再定義する装置構成再定義手段とを備え、
前記装置構成格納手段は、再定義を行う場合の前記入出力模擬装置の優先度を示す第３の構成表を有し、
前記装置構成再定義手段は、前記第１の構成表の再定義を行う場合は前記第３の構成表に基づいて優先度の高い入出力模擬装置に変更することを特徴とする分散制御システムの試験管理装置。
前記装置構成再定義手段が再定義した第１の構成表を試験項目に対応付けて前記入出力模擬装置制御手段が前記装置構成格納手段に格納すると共に、
前記装置構成再定義手段は、前記試験項目が実施されて前記第１の構成表の新たな再定義を行う場合、前記装置構成格納手段から前記再定義された第１の構成表を取得して、当該新たな再定義に使用することを特徴とする請求項１記載の分散制御システムの試験管理装置。
前記装置構成再定義手段が再定義した第１の構成表を試験項目に対応付けて前記入出力模擬装置制御手段が前記装置構成格納手段に格納すると共に、
前記装置構成再定義手段は、前記試験項目とは異なる試験項目が実施されて前記第１の構成表の新たな再定義を行う場合、前記装置構成格納手段から前記再定義された第１の構成表を取得して、当該新たな再定義に使用することを特徴とする請求項１記載の分散制御システムの試験管理装置。